水源处理（精选10篇）
水源处理 篇1
摘要：近年来,我国不少地区饮用水水源水质日益恶化,水质净化面临新的问题。通过对微污染水源水处理技术的分析,阐明了微污染水处理的基本理论,探讨了强化传统处理工艺、预处理技术、深化处理技术的作用效果与机理,展望了我国饮用水源水处理发展趋势。
关键词：微污染水源,预处理,深化处理
水是人类生存的生命线,是实现可持续发展的重要物质基础。我国的淡水资源总量为25 330亿立方米,占全球水资源的6% ,居世界第6位,但我国的人均水资源量只有2 300 m3,居世界第109位, 是全球人均水资源最贫乏的国家之一。近年来,我国经济迅速发展,同时也面临着严峻的生态环境问题,各地水体普遍遭受不同程度的污染。据不完全统计,目前全国工业污染日排放量约为6 000万立方米,城市生活污水排放量为5 000万立方米,全国已有1 /3以上的河段受到污染,不少地区饮用水水源水质日益恶化［1］。因此,净化水源,让人们喝放心水是我国目前至关重要的事情之一。
1水源微污染问题概述
1. 1微污染水源的特点
“微污染”是我国近10年来出现的给水处理术语。微污染水源是指水的物理、化学和微生物指标已不能达到《地面水环境质量标准》中作为生活饮用水源水的水质要求。一般来说,微污染水源中所含微生物的种类较多,性质较复杂,但浓度比较低微［2］。近年来,我国微污染水源水质特点主要表现在: COD、BOD、TOC等有机物综合指标值升高; 氨氮( NH3- N) 浓度升高; 致突变性的Ames试验结果呈阳性,而水质良好时应呈阴性; 嗅味明显加重等。 因此,选择一种合适的微污染水源水处理技术已引起人们的高度重视。
1. 2微污染水的主要危害
微污染水中的有机物可分为天然有机物和人工合成有机化合物［3］。有机物在水中的存在使颗粒稳定,增加混凝剂用量和活性炭吸附器的负荷。同时, 部分有机物质具有生物富集性,易在人体组织内蓄积,对公众健康危害很大［4］; 此外,水体中的可溶性有机物( DOM) 容易与饮用水净化过程中的各种氧化剂和消毒剂反应,在常规水处理工艺的加氯消毒环节中,有机物的存在会引起消毒副产物的生成,如邻苯二甲酸二丁酯( DBPs) 、三卤甲烷类( THMs) 、卤乙酸类( HAAs) 等“三致物质”,威胁人的健康［5］。
2微污染水源水处理技术
2. 1强化传统处理工艺
2. 1. 1强化混凝工艺
强化混凝是在常规混凝处理基础上发展起来的去除水中有机物特别是富含腐殖酸类有机物的一种处理工艺,通过调节原水的p H,提高金属盐混凝剂的投加量或者同时结合这两种方法,更有效的去除天然有机物( NOM) 和悬浮物,使混凝效果达到最佳［6］。强化措施通常包括: 絮凝药剂性能的改善,强化颗粒碰撞,絮凝工艺流程的强化等。近年来,随着人们对强化混凝这一概念的深入研究发现,影响强化混凝效率的因素主要有混凝剂的投药量、水体有机物性质和分布情况、温度、水利条件、混凝剂形态等。
2. 1. 2强化过滤工艺
强化过滤是指通过研发新的生物滤料,使生物滤料与普通石英砂滤料相结合,对普通滤池进行生物强化。常用的强化过滤工艺有开发改性滤料和研究新冲洗技术两种方法。改性滤料是指通过化学反应在传统滤料的表面附加一层改性剂( 活性氧化物) ,增加滤料比表面积,进而强化了吸附能力。研究新冲洗技术是通过冲洗滤料,保证其截污能力,常用的方法有气冲洗、气水结合冲洗等。
2. 2预处理技术。
预处理是指在常规工艺前,采用适当的物理、化学和生物的处理方法,对水中污染物进行初级处理, 主要包括吸附预处理、化学氧化预处理和生物预处理。
2. 2. 1吸附预处理
吸附预处理是在混合池中投加吸附剂,利用其吸附性能,改善混凝沉淀效果来去除水中的污染物。 常见的吸附剂分为粉末活性炭、黏土、沸石、硅藻土等有机吸附剂和二氧化硅、活性氧化铝等无机吸附剂,其中工业上最常用的是粉末活性炭。
活性炭表面有很多微孔,具有疏水性,可有效去除水中异味、色度和多种有机物,且经济实惠。它可以单独使用,也可以和其他方法同时使用。张文中等［7］考察了粉末活性炭配合常规混凝剂对浊度38. 3 ~ 52. 9 NTU,COD 2. 3 ~ 7. 2 mg / L的京杭运河常州段微污染源水的强化处理效果,在30 mg /L的粉末活性炭和10 mg /L的PAC最佳投加量下,出水的浊度、COD分别为0. 92 NTU、2. 6 mg /L,去除率分别达97. 8% 和45. 8% 。
虽然吸附预处理优点众多,但也有其局限性。 这种方法对吸附剂自身特性要求很高,又受到吸附容量的限制,稳定性较差; 此外,吸附剂不易回收,增加了沉淀池的污泥量,运行费用高,给实际生产运行带来一定困难。
2. 2. 2化学氧化预处理
化学氧化预处理是依靠氧化剂的氧化能力通过化学反应达到分解和去除污染物的目的,常用的氧化剂有氯气、二氧化氯、臭氧、紫外光、高锰酸钾等。
氯氧化法是目前自来水厂使用最广泛的净水方法。投加一定量氯气氧化可以有效去除水中有机污染物的数量,并使有机物的可生化性提高,但会增加混凝剂的使用量,同时,过量加氯所产生的三卤甲烷类,在后续处理中很难去除,给饮用水的安全带来极大隐患。有资料认为,当原TOC大于1. 5 mg /L的情况下,不宜采用预氯化单元工艺,因此应尽可能地减少预氯化投氯量［8］。
臭氧作为一种新型的纯绿色氧化剂,不仅可以提高水中有机物的生化性,提高絮凝效果,减少混凝剂的投入量,更重要的是,它对人体是无害的。但有资料表明,含有有机物的水经臭氧处理后,有可能将大分子有机物分解成小分子有机物,在这些中间产物中,也可能存在致突变物［8］; 此外,臭氧对水中的一些常见优先污染物如三氯甲烷、多氯联苯等物质的氧化性差,易生成甘油、乙酸等,从而导致不完全氧化产物的积累。
光氧化法以紫外线为辐射源,同时在水中预先加入一定量氧化剂如过氧化氢、臭氧等,它对于去除难降解而具有毒性的小分子有机物效果极佳。
2. 2. 3生物预处理
生物预处理利用生物群体的代谢活动去除水中污染物,主要方法有曝气生物滤池( BAF) 、生物接触氧化池( BCO) 和膜反应生物器等。这些处理技术对常规净水工艺不能充分去除的氨氮、亚硝酸盐氮、藻类、臭味等都有较好的处理效果,并能去除水中的浑浊度和相应的色度［9］,且费用较低。
曝气生物滤池是在水与填料表面形成的固定生物膜不断接触过程中,水中有机物等营养物质被生物膜吸收利用从而达到去除效果,同时滤池中颗粒填料滤层还有物理筛滤截留作用。此种滤池在运行时,还可以根据水质状况需要送入压缩空气,以提供整个水流系统循环的动力和提供溶解氧。
生物接触氧化工艺是将填料作为生物载体,微生物在曝气充氧的条件下生长繁殖,富集在填料表面上形成生物膜,最终形成比较稳定的生态系统。 源水与生物膜接触时,通过微生物的新陈代谢活动和生物吸附、絮凝、氧化等综合作用,使源水中的有机物等逐渐被氧化和转化,达到净化水的目的［10］。 生物接触氧化法的优点是处理能力大,对冲击负荷有较强的适应性,污泥生成量少。但填料间水流缓慢,水力冲刷小,更新速度慢,如不另外采取工程措施,生物膜只能自行脱落,膜活性将受到影响。
膜生物反应器是一种以超滤膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备,并与生物反应器组合构成的新型污水处理装置［11］。由于超滤膜能够很好地截留来自生物反应器混合液中的微生物絮体、分子量较大的有机物及其他固体悬浮物质,并使之重新返回生化反应器中,使反应器内的活性污泥浓度大大提高,因此能有效的提高有机物的去除率。
3深化处理技术
深化处理是在常规处理后,采用合适的处理方法,去除常规处理中不能有效去除的污染物或消毒副产品的前体物,进一步提高饮水质量［12］。常用的处理技术有生物活性炭法、膜分离法等。
3. 1生物活性炭法
生物活性炭法又叫臭氧活性炭法,是由臭氧化、 砂过滤、活性炭吸附等结合在一起的水处理工艺。 它可以将溶解有机物进行生物氧化,也可去除溶解有机碳、三卤甲烷制物等,避免了单独使用臭氧或活性炭处理效果不理想的情况。此外还可使活性炭部分再生,明显延长再生周期,减少运行费用。
3. 2膜分离技术
膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新型分离技术。它被誉为21世纪水处理领域的关键技术,是代替传统处理工艺的最佳选择。与传统过滤器不同之处是,膜可以在离子或分子范围内进行分离,不需要发生相的变化和添加助剂。膜分离技术特别适用于性质相似组分、热敏性组分等混合物的分离。实践证明,当不能经济地用常规的分离方法较好的分离时,膜分离往往是非常有用的,且膜技术还可与常规分离方法结合使用,使技术投资更为经济。
4结语
由于水污染的日益严重,水环境正在发生着 “质”的变化,给人们的生产生活带来很多不利的影响。常规的处理工艺已经无法达到饮用水水质标准的要求,针对源水中出现新的污染问题,发展水质净化新技术成为当务之急。所以,应该尽早充分地认识到它的潜在威胁,从源头上控制污染,净化水质。
水源处理 篇2
中国微污染水源水处理技术研究现状与进展
摘要：中国饮用水源水污染日益严重,传统净水工艺面临新问题.通过对中国微污染水源水处理技术的分析,探讨了预处理技术、强化混凝处理技术、膜法深度处理技术、氧化偶合絮凝处理新技术的作用效果与机理,阐述了微污染水源水处理的重要性,展望了我国饮用水源水处理发展趋势.作 者：潘碌亭 Pan Luting 作者单位：同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,92期 刊：工业水处理 ISTICPKU Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：,26(6)分类号：X703.1关键词：微污染水源水 生物接触氧化 强化混凝 絮凝
广开淡水新水源 篇3
淡水是数亿人民生产、生活乃至维持生命而极为重要的-资源之一，须臾不可或缺。然而我国是个相当缺乏淡水储供的人口大国。据报道，目前我国600多个城市中，有400多个供水不足，110多个供水严重不足，全国每年缺水总量约为300—400亿立方米(据央视新闻披露)；到2030年14亿人口，届时即使充分分节水，预计缺水总量将高达1300--2300亿立方米(据水利部翟副部长透露)。近年来广国家已采取多种措施，然仅可救部分地区和城市缺淡水之急。据说调水质、量已近极限，开发难度极大。必须以创新的科学发展观解决。
我国淡水储供日趋紧张，引起了全国人民和众多专家的关怀。按照当前陆地淡水的严峻形势来看，现存大量谈水污，能较安全供用的淡水又极为有限，的确有即将“枯竭”之虑。然而创新观念，未雨绸缪，是会有出路的，在现有措施(即节水、治污、商水北调、开采地、下水和海水淡化等)基础上，我建议：(1)以自然辩证法创新科学发展观；(2)建立淡水“立体循环时”空观，即(A)建立陆水、海水、云水网络淡水体系：(B)建立液态、气态、固态多态体系，拓展眼界，或可找到陆上淡水不会枯竭、用尽的广阔出路。
放眼宏观大地，所谓的淡水资源还包括雨水、雪水、冰水和地下水等，每年冬夏，遍布全国，其量特大，若有计划地分别施以新科技，积极采储供用，极为可观。
一、关子采集雨水
我国北方、西北少雨而干旱地区，近年来虽增挖了不少水井、水窖，但采雨储供效低，须进一步科学细化开发：每年秋后，省市县水利和农业部门可深入乡镇调研规划，以村庄或镇为单位，因地制宜，开展采集雨水工作。
1、关于地面积雨工作。首先我们婪转变对雨水的“自然主义”观念和无所作为的消极态度，只让每个水塘、水窖、水井、水库自然而孤立地接落雨水，其量极小；应该重新明确雨水伪两个特点；一是每次降雨是自然撤落于一定围的面，自动汇积量小，容易蒸发和流失，人若主动设法科学汇集、导引，就可最大限度地采集它；二是雨水是液态流体，总是自高处自动向低处流动，常言说“人往高处走，水往低处流。”因此我们要根据地面倾斜走向，或以自然倾斜，或施以人工倾斜，千方百计不让雨水散失，尽量引之流入水塘，或水窖、水井、水库，或使汇入水凼、水洼、水沟、湿地。其间，可以相连的即设法沟通，以免渗入地下或蒸发消失。如此即可增加淡水储供食用。
2、关于山坡土坡积雨工作。首先要树立积雨与固坡粕结合的治水治山观念，在严防山体滑坡或泥石流的前提下，根据各地常年雨势雨量实际，可在适当地段坡段修筑梯田式的梯层小拦水坝。(1)以自然坡漕或坡沟、坡谷为主，自上而下，逐建设若干梯层山石水泥结构小拦水坝，每层坝底垒成中间向上拱起之“虹”形规墙，应足可经受山水泄入冲漫，水坝容量和坝墙高度，须上层小于和矮于下层，逐而增加，以防高层坝破冲垮下层，至地面或相应设水塘承接坡沟水坝满溢之拱以积储供用。(2)各坡沟水坝两边，须分别垒砌山石水泥“田埂”式十字坡壁，以固坡坝城体，防止山体滑坡或泥石流。如此一举两得，实乃为民为水为山的造福举措。
二、关于聚雪汇水
我国落雪较多的地域，特别是北方和西北数省区，每年雪期较长，雪量特大，这里也须转变对广宇大雪的非科学观念和无所作为消极态度，应视之为河设法集愤的谈水宝贵新资源之，一。落雪千立方米厚度时，即可开始逐日逐月进行聚雪汇水。 (1)有铲雪机或铲土机条件者，可将大雪事先做成较大雪团雪块(切忌不要沾带泥土);只有拖拉机或汽车者，可做较小团块，便于装卸，可将这类大小雪体推运入原有水塘、水库或坑凼、洼地、湿地聚汇储之。(2)运雪入原有水窘、水井者，保可运送粉状散雪，便于随积随化；若投入大雪团块，易于堆满，化水量少，且难供随时取水饮用。(3)各雪区或根据、需要与可能，愿扩大聚雪汇水的，可在雪前适当增筑若干水窑或较大水塘，乃至小水库，似储供更大量的化雪淡水。(4)雪地雪期开展聚雪汇水活动，须高瞻远瞩，不仅应视为大增淡水的创造性劳动，而且还是长期冬日的有益健身运动；各地不应组织短期“突击”，须劳逸结合，适当安排。
三、关于采冰化水
我国冬季冰雪覆盖众多大小河流水系，结冰期长，甚至形成‘冰患’，往往还以爆冰防止冰灾；同时长期舌量冰块淡水任其流入大海成化，极为可惜。对此，我们仍须创新观念，科学看待待有所作为，无论犬河小溪只要结冰，因地制宜适当采冰化水，即可大增淡水储供。(1)若展国家出资，市县水利。农业部门出面组织领导，开展有报酬的采冰、碎冰、运冰于大小水库可化增大量淡水以备抗旱和养殖之用；(2)以村庄和集镇为单位，组织领导群众义务采冰、碎冰、运冰、储冰于各自所属之水窖、水井(投久水窖、水井的冰块必须块小，以免堵塞),水塘、水凼、水坑、水洼以及谷地与湿地，均可大量化增淡水储供，何乐而不为?(3)河水结冰，冰下淡水仍逐流不止，故可多次反复采冰，应视冰化速度、地处容量的需要与可能，冰封期内可适当安排若干次较大的采冰活动，总之应尽力截住冰水入海，增加各地冰化淡水的储供量，以满足全年用水目标；(4)各有关地区行政和职能部门，除对广大人民群众说明采冰化水增储淡水的现实巨大价值意义外，还须对整个采冰活动“约法三章”：一要科学采碎运储冰块化为清洁淡水；二在整个采碎运储冰块化水活动过程注意安全；三须严防在此活动中污染有关河水水系和冰块、冰水，确保冰化水质卫生安全。
四、关于“引洪入地”
这是在涨水；洪水期间现实国情可行而又急需的特大淡水“开源节流”新举措。我国每年雨量较大的地区，其江、河、湖系淡水吞吐大量涨水(超过正常水位)和特大量洪水(超过警戒线水位)，最后却都通通任其入海咸化。据统计，长江流域水资源总量约占全国的36％，年均入海水量约为9400亿立方米，相当于黄、淮、海、滦等河经流总量，的5倍，居世界第四位；若加上全国其他大中型河湖水系雨洪入海的淡水，其量更是大得惊人，这真正是我国已有淡水极为可惜的天大“浪费”!对此，我们必须解放思想，创新观念，引洪入地，变泄为蓄。
1、其优越性不言而喻：(1)引洪(涨)入地，较地面“分洪”纳水量更大；(2)可免除地面分洪淹损大量土地、物资、人力、财力乃至生命财产之害；(3)可将特大量涨水、洪水转引入地，长期储供；(4)。大量补充地下水位，减防地面沉降和海水倒灌而盐化耕地等。
2、此“引洪入地”虽有一定难度，但并非不可行。今以长江为例谈谈引洪入地工程。(1)先须在水道、或从宜昌到洪湖水段两岸附近，用超声波等测量仪器，勘探沿江地下地质结构，准确了解和掌握地下水情，或无水而为地漕、地沟、地洞。地谷等自然空间，以备引洪入储之用；(2)经过现代水利新科技的勘测、研究、论证、规划、布局、设计，可视这一带地下纳水量地况的实际，选址构筑引洪入地的闸坝枢纽一如果荆江分洪大闸附近地下存在可供泄洪的广大自然空间，即可改变地面分洪转为地下泄洪储淡方式，就可控制长江中下游的“洪泛”威胁； (3)如果还须“以防万一”，或可在武汉至九江之间选址(如果这一带沿江两岸存在广大自然空间)构筑引洪入地设施，加大下游防洪力度；(4)还可在南方至上海一带沿江两岸，适当选址构筑闸坝，既引洪入地，也引涨水入地，虽无多大防洪作用，却有节储洪尾和涨水的作用，以补充东吴大地地下水位，减防这一带地面沉降。
水源处理 篇4
1 我国饮用水源的污染现状分析
微污染水源是指受到工农业和生活用水的污染, 部分项目已经超过了国家地质水环境的质量标准, 尤其似乎水体当中的高锰酸盐指数、氨氮等有机物。随着我国工业化水平的增长, 在农业方面农民大量的采用化学药物进行病虫害处理, 给当地的环境造成了很大的影响, 尤其是对我国水环境的污染已经到十分严重的地步。根据专业人士对我国地表水的环境污染调查, 发现河流、湖波的富营养化问题十分严重。比如在对62个湖波水库的检测中, 其中有61.3%多的湖波已经达到三级或是三级以上的水质, 由此可见, 我国的饮水资源已经出现了严重的卫生问题, 但是常规处理方法不能根治微污染水源问题, 对此必须加强微污染水源水处理工艺的改进。
2 微污染水源处理技术的研究
2.1 中水处理技术
中水是指将人们日常生活中的生活污水作为水源, 采用特殊的方式对其进行处理, 将其当做杂用水。此种水质的指标因在上水和下水之间, 因此被称之为中水。
在当前的中水处理工艺中, 采用的水处理工艺可分为三种类型即:物理化学处理法、生物处理法以及膜处理法。当然具体的中水处理工艺的应用, 还要根据中水的水源及其用途来判定。一般情况下, 中水水源对微污染水源水处理工艺影响较大, 一方面它决定着水处理工艺的选择, 另一方面中水水源还决定着微污染水源的处理成本[1]。
在我国当前的中水水源处理中, 中水水源多数来自于小区的生活用水, 所处理的中水一般用作浇花、冲厕、洗车, 不会将其当作居民的日常饮用水。其所采用的水处理工艺流程为:中水水源→水力筛→调节池→生化池→过滤池→消毒池→储水池。微污染水源水处理工艺则是根据现场情况, 将其划分为地上式结构和地埋式结构。
2.2 微污染水源的水处理工艺
微污染水源水体的指标较差, 大部分水质的指标是三类水体, 其中有一些则是四级水体或者四级以上的水体。因为这类微污染水源的污染现象比较严重, 所以不能采用常规处理的方式进行水质处理。对此, 还需要在常规处理的基础上, 增加一些生物处理单元或者是一些深度处理单元, 比如活性碳处理方式, 通过采用这样的水处理工艺, 不仅可以改善微污染水源的处理效果, 还能提升水质的饮用卫生标准[2]。根据微污染水源的实际情况, 可以选择以下工艺流程, 最为微污染水源水处理工艺。
第一种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤→消毒
第二种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤活性碳→消毒
第三种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→消毒
第四种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→活性碳→吸附→消毒
第五种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→颗粒活性碳 (GAC) 吸附→消毒
第六种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→过滤→消毒
通过上述工艺可以看出, 微污染水源水处理工艺有多种类别, 但是其具体的应用方式还应该根据水质的具体情况进行判断。一般情况下, 若是水质水浊度和色度都比较低, 可以选择第一种微污染水源水处理工艺, 若是想要更高的水水质可以选择第二章水处理工艺[3]。倘若该水质的浊度和色度要求比较高则可以采用, 第三种或者第四种微污染水源水处理工艺。一旦水中的水藻数量较高, 其水致变活性较强可以选择第五种水处理工艺, 若水中的水藻数量较高, 其水致变活性较低可以选择第六章水处理工艺。
3 微污染水源水处理工艺的改进措施
考虑到当前我国水处理的技术较为落后, 致使水质难以达到引用的卫生标准。先下微污染水源常规处理工艺多数为混凝→沉淀→过滤→氯气消毒, 此种常规处理工艺只能除去微污染水源表面的悬浮物以及少量的有机物, 对微污染水源中氨氮、贾地鞭毛虫以及隐孢子虫影响不大, 而且在常规处理中微污染水源井混凝沉淀之后, 一些有机物在经过氯气消毒, 可能会出现新的有毒物质, 比如三氯甲烷、二氯乙酸这种的致癌物质[4]。对此, 还需要加强对常规处理的改进, 从根本上杜绝居民饮水造成的健康问题, 以下则是笔者结合多项资料总结出来的常规处理水处理工艺改进措施。
3.1 强化常规处理工艺
对于当前的微污染水源处理而言, 多数情况下都会采取常规处理工艺, 因而要加强常规处理水处理工艺的改进, 必须从常规处理工艺落实各项环节的实施。强化微污染水源的沉淀、过滤, 改善出水水质, 提升出水水质的卫生指标, 使其符合居民健康饮用的卫生指标[5]。
3.2 加强微污染水源水处理工艺的预处理
预处理是微污染水源常规处理工艺之前对原水中污染物进行生物、化学、物理等方面的初步处理, 其目的是降低水中的污染负荷, 进而提高微污染水源常规处理的工艺效果, 对于当下的微污染水源常规处理而言, 常用的预处理技术多数为吸附、氧化技术, 此种预处理技术的应用, 不仅可以提升常规处理的水质还具有很高的性价比。
3.3 深度处理技术的应用
深度处理是指采用常规处理工艺之后, 在对微污染水源进行下一步的水处理工艺, 它能够去除常规处理工艺去除不掉的水中污染物。目前为止, 微污染水源水处理工艺中常用的深度水处理工艺为臭氧氧化技术、膜分离技术、活性碳吸附技术, 光氧化技术[6]。
4 结语
综上所述, 微污染水源是指饮水水源受到有机物的污染, 造成水中部分有机物含量出现超标现象, 已经不符合饮用水源的卫生标准。因为工业管理人员对工业废水处理的忽略, 造成周围河流的水源污染。时至今日, 人们已经注意到工业生产造成的废水、废渣, 给周围环境造成的影响, 并采取一些治理措施。比如当前常规处理的微污染水源, 其采用的工艺是混凝、沉淀、过滤和消毒。该种微污染水源水处理工艺只能处理污染水质中一些大型的颗粒物, 对水中有机物的处理十分有限, 并且还容易遗留一些有毒的残留物。
参考文献
[1]郑立辉, 刘亭亭, 苑庆山, 等.基于常规处理的微污染水源水处理工艺改进措施[J].中国环境管理干部学院学报, 2014, (1) :61~64.
[2]刘思宇, 张可方, 张立秋, 等.微污染水源水处理技术研究新进展[J].华南地震, 2014, (z1) :143~147, 179.
[3]李保建, 詹健.微污染水源水处理技术及工程应用[J].工业用水与废水, 2015, (2) :1~4.
[4]梁月周.微污染水源水处理技术研究进展和对策[J].建筑工程技术与设计, 2015, (11) :2209.
[5]朱文倩, 徐斌, 林琳, 等.微污染水源中溶解性有机氮组成规律及其水处理特性[J].中国环境科学, 2014, (1) :130~135.
水源处理 篇5
微污染水源水化学生物预处理技术研究现状与进展
摘要：针对我国水源水质日益恶化的现状,根据近年来国内在微污染源水的预处理方面取得的成果,通过比较、分析化学与生物预处理技术,综合分析评价了化学与生物技术的优缺点、以及在工程应用中的实践效果.对微污染源水预处理技术的发展前景进行了展望,指出今后的`水处理技术将化学、生物等方法有机结合起来,充分发挥各自的技术特点及优势进行综合治理,从而达到最低成本下的最佳去除效果.作 者：操龙玉 刘宏远 Cao Longyu Liu Hongyuang 作者单位：操龙玉,Cao Longyu(浙江工业大学,浙江,杭州,310014;中国新型建筑材料工业,杭州设计研究院,浙江,杭州,310003)刘宏远,Liu Hongyuang(浙江工业大学,浙江,杭州,310014)
期 刊：广东化工 Journal：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：, 37(4) 分类号：X5 关键词：微污染水源水 预处理微污染水源水处理技术研究进展 篇6
微污染水源水中主要污染物有悬浮物、有机物和氨氮, 其中传统给水处理工艺对悬浮物的去除效果好, 而对于有机物和氨氮几乎无去除效果。
1 强化常规工艺
1.1 强化混凝
强化混凝是指改善混凝剂匹配和优化混凝工艺条件, 提高混凝沉淀对于有机物的去除效率, 降低消毒副产物前驱物的浓度, 从而降低滤后消毒副产物超标的风险。
张锦等[2]研制出的高锰酸钾复合药剂 (PPC) 不仅具有混凝的功效, 而且能够有效地去除水中有机物和致癌突变物。
1.2 强化过滤
强化过滤的核心是将常规工艺中的普通滤池改成生物滤池, 以达到去除水中NH3-N、NO-2-N和有机物的目的。用的滤料有沸石、陶粒、石英砂等。
汪胜等[3]进行了生物沸石滤池处理微污染水的中试研究, 结果表明, 在最小水力负荷为3.8m3·m-2·h-1时, NH3-N、COD的去除率分别为75.2%、31.8%。
2 预处理工艺
2.1 化学氧化预处理
化学氧化预处理主要是通过投加氧化剂, 利用氧化剂的氧化能力, 分别破坏水中的污染物质, 减轻后续常规处理工艺的污染物负荷, 增强常规处理工艺的效果。常用的氧化剂有氯、臭氧、高锰酸钾等。但这些氧化剂都有局限性, 有的会产生有害副产物, 有的费用较高, 推广使用中存在一定问题。
高铁酸钾是近年来研究较多的一种氧化剂。刘伟等[4]研究了高铁酸钾对有机物含量较高水源水的处理效果, 结果表明:少量的高铁酸钾 (0.5mg/L~1.0 mg/L) 预氧化即可显著提高混凝效果, 出水剩余浊度明显下降。水中色度、uv254和氯仿生成量等有机物综合指标均随着高铁酸钾投加量的增加呈明显下降趋势。
2.2 生物预处理
生物预处理法主要是借助微生物的新城代谢, 去除微污染水中的少量可降解有机物, 另外包括氨氮等。目前应用最多的有生物接触氧化和曝气生物滤池等。
张帆, 陆少鸣等[5]采用四段式接触氧化沟预处理珠江原水, 氧化沟分别填装三类四种填料。试验结果显示, 出水的氨氮、亚硝酸盐、COD和浊度的平均去除率分别为93.16%、44.09%、44.86%和64.47%。
3 深度处理工艺
3.1 吸附法
吸附法是指利用吸附剂的吸附能力去除水中污染物的方法。常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、二氧化硅等。
田文华、文湘华等[6]利用沸石、活性炭联合吸附工艺处理原水, 试验表明, 该工艺对CODMn、浊度、氨氮、三氯甲烷的去除率分别为10%、60%、95%、4%以上, 对水中苯酚、LAS的去除率分别为60%、89%以上。
3.2 膜法
膜分离利用膜的选择性透过来实现水中污染物的分离, 它具有成本低、能耗少、效率高、无污染等优点, 特别适宜微污染水的处理。随着经济实力的增强和膜成本的降低, 膜分离在我国给水处理方面将发挥更大作用。
蔡邦肖等[7]设计UF膜直接将未经任何处理的自来水管网输出成优质供水。聚砜中空纤维超滤膜的MWCO不大于5万时, 净化水的浊度为0NTU, 色度小于3度, 氨氮、COD和悬浮固体的质量浓度分别为0.1、1.000、70mg/L左右。即使原水的水质突然恶化, UF膜能有效地将色度和浊度严重超标的异常自来水转化成为符合饮用水水质指标的卫生洁净水。可见, UF膜技术在微污染水的供水工程中具有安全保障的重要作用。
4 组合工艺
4.1 臭氧-生物活性炭法 (O3-BAC)
O3-BAC工艺将活性炭吸附与O3的氧化结合起来, 使出水水质明显提高。关春雨等[8]采用载锰颗粒活性炭催化O3氧化与活性炭工艺处理微污染松花江水。结果发现, 对氨氮的平均去除率在80%左右。
4.2 臭氧-砂滤联用技术
臭氧-砂滤混合技术可以去除水中TOC达50%以上。臭氧-砂滤混合技术只在过滤介质表层形成生物菌落, 介质内层不形成生物菌落, 表层在反冲洗时完全去除, 而形成新的滤层需要很长时间, 因此TOC的去除率不高。
4.3 粉状活性炭-超滤工艺 (PAC-UF)
李星[9]等采用粉状活性炭-超滤工艺对微污染水进行中试研究发现, 该工艺对有机物的去除效果明显好于单独UF工艺, 对浊度的去除效果则略低于单独UF工艺, 投加PAC可以有效延缓膜污染, 但是过多会增加膜污染速率, 实验条件下的最佳PAC投加范围为2~10g/L。
5 结论
目前, 已有一些行之有效的微污染水的处理技术, 但仍有许多问题亟待解决。各种联用技术的开发存在经济性问题, 而且设备复杂、运行操作条件要求高, 制约了它们的推广使用。膜分离技术能有效去除水中各种污染物, 但是其造价高昂, 存在滤膜的污损、浓缩液的处置等问题。
生物处理技术能有效减少水中“三致”物的生长, 运行费用低, 投资少, 与深度处理相结合将是处理微污染水的一个重要发展方向。
参考文献
[1]刘辉.全流程生物氧化技术处理微污染原水[M].北京:化学工业出版社, 2003:53-56.
[2]张锦, 李圭白, 马军.高锰酸钾复剂对给水处理中混凝的强化效应[J].工业用水与废水, 2004, 24 (11) :29-32.
[3]汪胜, 张玉先, 张伟勤等.生物沸石滤池处理微污染水源水的试验研究[J].工业用水与废水, 2006, 37 (2) :20-24.
[4]刘伟, 马军.高铁酸钾预氧化处理受污染水库水[J].中国给水排水2001, 17 (7) :70-73.
[5]张帆, 陆少鸣, 范平等.接触氧化沟工艺在珠江微污染原水处理中的应用[J].水处理技术, 2007, 33 (12) :54-57.
[6]田文华, 文湘华, 杨爱华等.沸石生物滤池处理低浓度生活污水的工艺性能及影响因素[J].环境科学, 2003, 5.
[7]蔡邦肖, 唐名威, 许阳.自来水深度处理超滤膜的选择[J].工艺用水与废水, 2007, 38 (6) :71-75.
[8]关春雨, 马军, 鲍晓丽等.臭氧催化氧化-活性炭处理微污染水源水[J].水处理技术, 2007, 31 (11) :75-78.
水源处理 篇7
1 水源水有机复合污染特征
1.1 污染现象普遍性
水环境作为一个开放体系的特性决定了它必然容纳多种物质, 也就意味着任何一个水体污染都不可能来源自单一污染物, 而应是多种物质的共同作用[1]。我国环境保护部2015年公布的《2014年中国环境状况公报》指出全国62个重点湖泊 (水库) 中, 7个湖泊 (水库) 水质为Ⅰ类, 11个为Ⅱ类, 20个为Ⅲ类, 15个为Ⅳ类, 4个为Ⅴ类, 5个为劣Ⅴ类。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。富营养化比例约占24.6%。
1.2 作用机制多样性
中科院曲久辉院士指出, 复合行为本质是多种污染物质共存时的联合作用、交互作用和过程耦合效应[1]。因此, 水体有机污染效应并不能简单的认为是单一污染物污染效应的叠加, 而是复合污染的各组分之间通过拮抗作用、加和作用和协同作用共同构成了复合污染效应。
1.3 研究过程复杂性
地表水体中有机物结构极为复杂, 地理环境以及人类活动的差异都会造成有机物组成及特性方面产生较大差异。不同种类的化学污染物和藻类都具有各不相同的理化特性, 在环境条件的影响下, 表现出各异的生理生态效应, 在加上彼此之间复杂的作用机制, 导致研究有机复合污染效应的过程必将是及其复杂与困难的。
2 水源水有机复合污染构成及危害
2.1 藻类污染
过量的藻类会导致水源水有机复合污染, 藻类的过量繁殖会导致地表水体透明度下降, 溶解氧含量降低, 使整个水体生态平衡过程及水质特性发生改变。过量的藻类不仅会加大水处理工艺的难度, 也会显著增加制水成本。李勇等的研究指出, 藻类爆发或藻体死亡时均会向水体释放藻毒素等大量的藻类有机物[2]。同时藻类及其代谢产物还是典型的消毒副产物前体物质。
2.2 天然有机物污染
天然有机物广泛存在于各种天然水体中, 主要指动物、植物微生物的排泄物或分泌物以及其尸体腐烂降解过程中所产生的物质。其中, 腐殖酸是天然有机物的典型代表物质, 占其总量的60~90%, 其特性是亲水的、酸性的多分散物质, 是饮用水处理中的主要去除对象。地表水体中腐殖酸浓度一般在10mg/L左右, 最高可达30mg/L。水源水中大量的腐殖酸会对水处理工艺产生不利影响。大量的腐殖酸会导致水体产生色度及异味;腐殖酸分子中的羧基去质子化作用以及酚羟基的电离也会加快金属管网的腐蚀, 并通过络合反应与游离态的重金属离子生成稳定的螯合物, 最终穿透整个水处理工艺进入供水管网而导致出水重金属离子超标;腐殖酸还会降低消毒环节的工作效率。
2.3 人工合成有机物污染
目前, 在河流、水库、湖泊等地表水中均能频繁的检测出各种人工合成有机物。地表水中的人工合成有机物主要来源于化学品水上运输时的事故排放、工业废水、农业排水或污水厂排出水[3]。与天然有机物相比, 天然水体中的人工合成有机物大都含量较低, 通常为ug/L甚至是ng/L的水平, 但是他们对人体健康的潜在危害却不容忽视。大量的毒理学研究表明, 大多数的人工合成有机物都具有毒性, 其中多为持久性有机污染物, 对环境和人体健康的危害大多具有不可逆性, 其中有一些还是典型的“三致”物质。人工合成有机物的生物可降解性一般都比较差, 并且可以再生物体内积累, 通过模拟或干扰激素行为影响内分泌系统的正常功能。
3 有机复合污染水源水处理研究进展
3.1 强化混凝技术
混凝、沉淀、过滤和消毒工艺是多数水厂的处理工艺, 因此可利用混凝沉淀技术去除水中的污染物质, 依靠混凝剂与胶体颗粒之间发生的压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕卷扫等作用形成絮体, 通过沉淀可将目标物从水中去除。传统的无机 (比如PAC) 或有机高分子混凝剂 (比如PAM) 是混凝技术处理有机复合污染水源水时的首选[4]。但相对较低的混凝沉淀效果使得人们不得不采取措施对现有的混凝技术进行包括工艺和药剂方面的强化。在传统混凝工艺基础上增加紫外光照射, 以增加混凝剂的正电性, 到达对负电性腐殖酸的强化去除效果。但混凝工艺处理水源水时, 铝盐或有机高分子合成混凝剂可能会对出水水质带来不利影响。故一些学者考虑以天然粘土矿物或其改性产物 (比如凹凸棒土、硅藻土、海泡石等) 替代传统混凝剂[5]。
3.2 吸附技术
吸附技术是借助静电引力、疏水性作用和氢键作用将吸附质富集到吸附剂外表面或内部孔道表面, 再通过固液分离, 将吸附饱和的吸附剂移除。在有关吸附技术处理有机复合污染水源水的研究中, 尤以传统吸附剂活性炭的应用最为广泛。其中, 具有发达的中孔和微孔的活性炭对藻细胞的吸附去除能力较高。虽然活性炭对藻、腐殖酸和各种人工合成有机物具有较好的吸附去除效果, 但在实际应用中也有一些不足。对活性炭在应用过程进行分析, 发现普遍存在着新碳成本较高、易于流失、旧碳不易再生等缺点。由于粘土矿物在自然界大量存在, 且无毒无害, 以粘土做吸附材料的研究称为热点, 比如硅藻土、云母颗粒和膨润土等[6]。除了吸附效率来评价吸附性能好坏外, 吸附完成后的分离效率也是一个非常重要的评价指标。
3.3 氧化技术
氧化法是向水体中投加氧化剂, 直接或在氧化剂、超声辅助作用下氧化分解污染物质达到将其从水中去除的目的。目前常采用的氧化剂有二氧化氯、高锰酸钾、双氧水、高猛酸盐等。李爽等为了解决水源水中硅藻大量存在引起水处理工艺运行效率低下的问题, 采用氯和二氧化氯对水源水进行预氧化除藻试验, 表明预氧化可有效降低滤池的负荷, 改善混凝沉淀的效果。利用氧化技术降解腐殖酸时[7], 直接投加氧化剂并不能取得理想的效果, 常常需要借助光催化、超声等辅助手段实现对腐殖酸的有效降解。氧化技术也可以降解去除地表水中的人工合成有机物污染。利用氧化技术处理含藻水源水时, 存在着胞内有机物释放以及DBPs生成的风险, 如何有效防止藻细胞内有机物的释放和DBPs的生成是氧化技术应用于处理有机复合污染水源水急需解决的问题。
3.4 膜技术
膜技术具有高效、节能等优点, 因此被认为是一种潜力巨大的分离污染物质的方法, 已广泛应用于水和废水的深度处理方面。但直接利用膜工艺除藻或腐殖质类物质时, 藻类和腐殖质易于造成严重的膜污染。为避免膜污染的发生, 在膜工艺之前加上预氧化、混凝或活性炭吸附等预处理单元对水源水先行预处理, 可取得了对含藻或腐殖质水源水良好的处理效果。相比之下, 利用膜技术截留水源水中SOCs的工艺比较简单, 但其应用受水质条件、对象有机物特性的影响较大。膜技术在有机复合污染水源水处理应用时会由于水质的复杂性而严重抑制其效能的发挥。
3.5 生物技术
以生物方法处理有机复合污染水源水的研究多集中在对藻类和人工合成有机物的处理。常用的生物法除藻方式主要有两种: (1) 借助种植于水体中的水生生物、放养的水生生物、细菌及病毒抑制或吞噬藻细胞, 实现对藻类的控制和降解。 (2) 借助人工设计的反应器, 通过培养合适的微生物实现对藻类的降解去除[8]。在利用微生物降解人工合成有机物的工艺中以膜生物反应器的研究居多。采用生物法处理含藻水, 不需要向水中引入任何的化学药剂, 因而不会引起水体的二次污染。但生物处理法一般需要较长的处理周期, 工艺运行时受到水域内外多种环境因素的限制, 反应器的设计和管理技术难度较大, 这些都限制了生物技术在有机复合污染水源水处理中的使用。
4 结论
强化混凝技术、吸附技术、氧化技术、膜技术及生物技术等均有各自的优缺点, 由于水质的复杂性及不确定性, 实际运行中, 单一的方法有时并不能达到理想效果, 往往需要考虑多种方法的联合使用, 比如吸附工艺与氧化工艺的联用, 吸附与混凝工艺的联用, 气浮、吸附与膜工艺的联用, 可大幅提升有机复合污染水源水的处理效果。
参考文献
[1]曲久辉.对未来中国饮用水水质主要问题的思考[J].给水排水, 2011 (04) :1~3.
[2]李勇, 张晓健, 陈超.我国饮用水中嗅味问题及其研究进展[J].环境科学, 2009 (02) :583~588.
[3]王晓燕, 尚伟.水体有毒有机污染物的危害及优先控制污染物[J].首都师范大学学报 (自然科学版) , 2002 (03) :73~78.
[4]雷国元, 张晓晴, 王丹鸶.聚合铝盐混凝剂混凝除藻机理与强化除藻措施[J].水资源保护, 2007 (05) :50~54.
[5]杨玘.硅藻土强化混凝处理微污染原水及除藻性能研究[D].浙江大学, 2015.
[6]曹亚丽.硅藻土的有机改性及其对腐植酸的吸附[J].青岛科技大学学报 (自然科学版) , 2006 (06) :486~489.
[7]李爽, 韩伟, 于建伟, 等.水库水中硅藻的预氧化特征及强化混凝控制效果研究[J].城镇供水.2011 (05) :69~71.
水源处理 篇8
关键词：微污染水,源水,水质特点,处理工艺
微污染水源水是指所含的污染物种类较多、污染物性质较为复杂, 但污染浓度较低的水, 微污染水源水主要是受到有机物的污染, 目前从源水中检测出的有机物多达2000多种。伴随近几十年工业化的发展以及城市规模的扩大, 人们生产生活用水中排放出的污染物对源水水质造成严重的污染, 且污染程度伴随污染物的增多而不断加重。在对我国的北京、上海等地的饮用水富集提取物的致突试验中, 发现结果阳性率较高, 因此净化水源成为保护认为身体健康的重要任务。
1 微污染水源水水质特点
检测水质污染指标主要有高锰酸盐指数和氨氮浓度, 污染水源水的物理、化学和微生物指标不能达到相关标准, 具有有机物综合指标值较高、嗅味明显和氨氮浓度较高的特点。微污染水源水经过常规工艺处理之后出厂的水质依旧难以达到国家饮用水标准, 其水质问题主要表现为以下几个方面: (1) 嗅阈值高, 但色、味、嗅感官的性状有待提高; (2) 污染水中的污染指标较高, 而常规工艺去除氨氮和高锰酸盐的能力有限; (3) 药和氯消耗较高, 容易在混凝工艺的过程中产生副产物, 如铝、丙烯酰胺等, 且氯单耗较高导致微污染水中的有机物含量增高, 进而提升出厂水产生副产物的风险; (4) 全国很多地区出厂水的富集提取物的致突试验结果多呈阳性, 水质的安全性较差。
2 微污染水源水处理工艺的选择分析
2.1 传统处理工艺的强化分析
2.1.1 混凝工艺的强化。
混凝工艺的强化是从常规混凝处理基础上发展而来的一种去除水中有机物的处理工艺, 对去除富含腐殖酸类有机物的效果更为明显, 主要是通过调节源水中的PH值和提高金属盐混凝剂投加量的方式, 去除微污染水源中的天然有机物和悬浮物, 进而发挥强化混凝效果的作用。强化措施主要包括强化颗粒的碰撞、改善絮凝药剂的性能和强化絮凝工艺的流程等, 但伴随近几年强化混凝概念研究的深入发展, 人们发现混凝剂的投药量、有机物的分布情况、水利条件、混凝剂形态、温度以及水体有机物的性质等均是影响混凝剂混凝效率的主要因素。
2.1.2 过滤工艺的强化。
过滤工艺的强化是通过开发新生物滤料的方式, 将普通石英砂滤料与新的生物滤料进行结合, 通过生物方式对普通滤池进行强化, 在传统工艺中常用的过滤工艺方法是新冲洗技术的研究与改性滤料的开发。研发新冲洗技术主要是通过冲洗滤料以保证滤料的截污能力, 常用的方法是气水结合冲洗和有气冲洗;而改性滤料则是通过化学反应的方式在传统滤料上添加体层活性氧化物以增加滤料的表面积, 进而达到有效强化吸附能力的目的。
2.2 预处理技术分析
在常规工艺之前采用物理、生物和化学的处理方法对源水中的污染物进行初级处理的方式, 被称为预处理, 其主要包括化学氧化、吸附和生物预处理。
2.2.1 化学氧化处理。
化学氧化预处理借助氧化剂的氧化能力, 通过化学反应的方式达到分解去除污染物的目的, 臭氧、紫外线、二氧化氯等是常用的氧化剂。自来水厂常选择的净水方案是氯氧化法, 通过向水中投加氯气氧化的方式去除污染物, 但由于使用的混凝剂数量较多极易导致三卤甲烷的产生, 进而造成饮用水的安全隐患;臭氧是新型的绿色氧化剂, 不仅能提高有机物的生化性还能提高絮凝的效果, 有助于减少使用混凝剂的数量, 但存在致突变物易导致不完全氧化物的积累;而光氧化法则是以紫外线为辐射源, 可有效去除难降解且有毒性的小分子有机物。
2.2.2 吸附预处理。
吸附预处理主要利用吸附剂的吸附性功能去除水中污染物, 在混泥池中投加吸附剂以改善混凝沉淀的效果, 生活中常见的吸附剂可分为有机吸附剂和无机吸附剂两种, 其中有机吸附剂为粉末活性炭、硅藻土、黏土和沸石等, 无机吸附剂为二氧化硅、活性氧化铝等。在工业上常选用的是粉末活性炭, 这是因为活性炭的表面存在很多微孔, 具有疏水性的特点可有效去除水中的异味、色度以及多种有机物, 并且费用较低。虽然吸附预处理具有众多优点, 但存在吸附剂的要求较高、易受到吸附容量的限制、稳定性较差以及运行费用较高的缺陷, 因此造成实际运用过程中的困难。
2.2.3 生物预处理。
生物预处理主要是利用生物群体的代谢活动对微污染水源的水质进行处理, 其主要采用处理方法是曝气生物滤池、膜反应生物器和生物接触氧化池等。这些污水净化技术不仅能有效去除氨氮、臭味、藻类以及亚硝酸盐氮等, 还能有效去除水中的相应色度和浑浊度, 并且还具有使用费用较低的特点。
2.3 深化处理技术分析
深化处理技术是在常规处理之后采用的处理方面, 可有效去除消毒副产物和污染物的, 有助于饮用水质量的提高, 生活中常用的处理技术是膜分离法和生物活性炭法。生物活性炭法是结合臭氧化、砂过滤和活性炭吸附三种技术的水处理工艺, 不仅可有效溶解有机物、三卤甲烷制物等, 还可有效规避三种技术单独使用时产生的不良影响, 此外, 活性炭具有部分再生功能, 可有效降低运行费用。膜分离技术适用于分离热敏性组分和性质成分相似组分等混合物, 其利用膜对混合物中各组分渗透性能的差异进行水源的分离、提纯和浓缩, 且不需要发生相的变化或添加任何助剂便可在离子和分子范围内进行分离。
结语
生产和生活的影响造成水污染日益严重的情况出现, 水资源不断发生质的变化, 利用常规污染水处理技术已经无法达到人们生活用水的水质标准, 迫切需要水质净化新技术以解决源水中出现的污染问题。在常规处理之后, 采用深化水处理技术不仅能有效处理水污染, 还可有效降低费用, 是有效应对微污水源水水质问题的技术处理方案。
参考文献
[1]马建英.我国微污水处理技术研究分析[J].中小企业管理与科技, 2014, 03 (02) :310-311.
[2]李柱.微污水处理技术进展[J].给水排水, 2013, 04 (S1) :34-37.
[3]王喆, 王龙, 张亮.臭氧氧化技术及其在微污染水处理中的应用[J].中小企业能源与环境, 2014, 07 (03) :77-82.
水源处理 篇9
东江水源工程担负着向深圳全市输送境外水源的任务, 是深圳的生命线工程。西枝江泵站从西枝江取水, 加压后汇入东江水源工程的输水主干网, 泵站总装机1 800 kW, 设计扬程17.6 m, 单机流量3.75 m3/s, 采用2台立式离心泵 (一用一备) 。泵站主要建筑物包括主副厂房、进水池、阀室、量水间等。其中, 厂房、进水池等建筑物等级为2级, 其他附属设施为3级。主厂房采用半埋式布置, 副厂房布置在主厂房右侧, 厂房外地面高程为15.50 m。
西枝江泵站2004年8月正式开始运行。运行后不久, 主、副厂房间即出现较为明显的渗漏。特别是近几年来, 主、副厂房之间渗漏日趋严重, 已经开始影响泵站正常运行。其渗漏表现为:
(1) 主、副厂房间隔墙底部 (高程8.40 m) 出现肉眼可见的裂缝, 且在裂缝处有面状渗水和线状流水, 渗水中夹泥、沙等物质。
(2) 为避免渗水的无组织散排, 采用了PVC导流管将渗水截流至副厂房内的排水沟, 但其渗流量大对泵房的正常运行造成了较为明显的影响。据量测, 汛期最大渗漏量达到9.7 m3/h, 平均渗漏量约为7.0 m3/h。
2 渗漏分析
结合泵房原结构设计, 采用现场踏勘和施工调查的手段, 对泵房渗水的原因进行分析。
(1) 泵房防水措施。
主、副厂房是基础相邻厂房相通的两构筑物, 其中, 基础采用独立布置。主体防水采用防水混凝土, 其强度标号为C25, 防水标高为W6。主、副厂房之间防水采用跨缝设紫铜片, 缝间填沥青松木板, 缝宽20 mm。止水片距电缆层底板0.6 m, 垂直止水位于侧墙中部, 侧墙厚度为1 m, 主、副厂房底板厚2 m。由于采用防水混凝土, 且混凝土结构厚度较厚, 混凝土出现质量缺陷或混凝土结构出现温度、结构裂缝而产生渗水量不可能达到9.70 m3/h。
因此从结构上分析, 主、副厂房之间的变形缝止水部位是防水的关键, 也是薄弱环节, 如果铜片止水出现局部失效, 地下水无疑将通过伸缩缝渗入泵房。
(2) 施工质量。
施工质量的好坏也是防水措施是否有效的重要影响因素。对于泵房混凝土结构, 由于建设进度和工程管理等原因, 曾多次发现在混凝土中掺有黄泥的情况。
另外, 止水铜片的固定和安装也是止水措施能否发挥作用的重要因素。实际施工过程中采用U形布置, 止水材料为黄铜片, 采用满焊连接。由于原设计的止水铜片宽180 mm, 与伸缩缝两侧混凝土的钢筋间距为120 mm, 存在干扰, 施工单位局部调整钢筋, 将止水铜片与钢筋直接点焊固定, 使得振捣混凝土时止水铜片曾发生固定不稳的情况。加上水平铜片止水下部混凝土容易出现填充不密实的现象, 使止水铜片单侧出现空隙, 在主副厂房沉降变形过程中, 使止水铜片受剪切破坏。
综合以上分析, 渗水部分位于主、副厂房之间的伸缩缝, 而渗水的直接原因为主、副厂房之间的止水失效引起, 导致厂房外地下水通过伸缩缝直接向主、副厂房渗漏。
3 处理方案
对于伸缩缝处出现的渗漏, 一般可采用以下方式进行处理:
(1) 抹面堵漏法。按照以大化小, 将面漏变孔漏, 将线漏变点漏的处理原则, 采用重新抹面防水进行堵漏。该方法可在潮湿工作面上施工, 经济性好, 对施工技术有较高要求, 适用于大面积堵漏。使用的材料主要有:水泥、沙、水玻璃促凝剂、防水宝、聚合物水泥沙浆等。
(2) 灌浆堵漏法。根据防水结构的渗漏水情况 (水的流量、流速) 以及渗漏部位, 布置灌浆堵漏孔。选用适宜的灌浆设备和灌浆材料, 将灌浆材料压入裂缝及孔隙的深部至灌满裂缝和孔隙并固化, 从而达到堵水的目的。无论渗漏部位明确还是不明确均可采用, 且能取得良好的堵漏效果。其优点在于可根据不同的工程情况, 采用不同的灌浆布置、选用不同的灌浆材料和灌浆压力, 对渗水处理的适应性较强,
考虑到本工程伸缩缝的渗漏量较大, 主要是由于止水失效引起的, 但渗漏部位尚未查明, 故采用灌浆堵漏法。在试验方案调整的基础上, 确定具体处理方案为:在伸缩缝外露部分采用凿槽后直接埋设灌浆嘴, 伸缩缝不外露部分则按45°倾角从两侧打设灌浆孔, 灌注材料选用LW型水溶性聚氨脂材料, 充分利用聚氨脂遇水膨胀的性能。
4 施工工艺与要求
伸缩缝外露部分的施工工艺流程:凿槽→埋设灌浆嘴→灌浆→封孔。伸缩缝不外露部分的施工工艺流程:钻孔→洗孔→埋管、孔口封闭→灌浆→封孔。详细工艺要求如下:
(1) 凿槽。将止水铜片背面伸缩缝内的填充物剔除, 用水冲刷, 清理干净, 采用高压风枪使其干燥。
(2) 埋设灌浆嘴。采用纸胎油毡条 (弓形) 加5 cm厚1∶2水泥砂浆封闭凿槽, 并埋设直径8 mm的灌浆嘴, 间距0.5 m。
(3) 钻孔。从伸缩缝两侧交叉打钻孔, 孔与缝面成45°, 孔深以穿过伸缩缝又不破坏止水铜片为准, 孔径18 mm, 孔纵向间距0.5 m, 视单孔灌浆情况而定。
(4) 洗孔。用高压水对钻孔进行冲洗, 将孔底和粘附在孔壁内的混凝土粉及其他充填物冲出孔外。
(5) 埋管、孔口封闭。每孔分上下2层埋设2根注浆管, 一进一出。灌浆孔下层管径为8 mm, 埋至距孔底5 cm, 为主注浆管;上层管径为8 mm, 埋入孔内10 cm左右, 为排水排气回浆管。埋管材料用速凝水泥。孔口封闭, 确保灌浆时不漏浆。
(6) 灌注浆液。确定注浆压力后 (注浆压力应大于地下水压力) , 垂直方向采用自下而上, 水平方向采用自一端到另一端的顺序进行分段灌浆, 当浆液注到不再进浆、且邻近灌浆嘴冒浆时, 应立即封闭, 停止压浆。
(7) 封孔。待浆液固化后, 除掉孔口处封闭物, 用膨胀水泥浆对灌浆孔进行封闭。
5 化学灌浆材料
水溶性聚氨脂灌浆材料是一种在防水工程中普遍使用的化学灌浆材料, 其固结体具有遇水膨胀的特性, 具有较好的弹性止水和吸水后膨胀止水的双重止水功能, 尤其适用于伸缩缝的漏水处理。该灌浆材料可灌性好, 强度高, 当聚氨脂被灌入含水的混凝土裂缝中时, 迅速与水反应, 形成不溶于水和不透水的凝胶体及二氧化碳气体, 这样边凝固边膨胀, 体积膨胀几倍, 形成二次渗透扩散现象 (灌浆压力形成一次渗透扩散) , 从而达到堵水止漏、补强加固作用。故本次工程选用LW型水溶性聚氨脂材料作为灌浆材料, 充分利用其固化后具有较强的弹性功能, 可满足伸缩缝的温度伸缩要求, 同时具有较强的抗拉性能, 可满足伸缩缝处的沉降变形要求。选用的LW型水溶性聚氨脂的性能指标见表1。
6 灌浆技术要求
(1) 灌浆工程在施工前必须进行现场灌浆试验, 试验地点应选在具有代表性的地方。
(2) 孔序。钻灌方式垂直方向采用自下而上, 水平方向采用自一端到另一端的顺序进行分段灌浆。
(3) 孔径与孔距。化学灌浆孔径为18 mm, 孔距初定0.5 m, 根据灌浆实验确定。
(4) 灌浆材料。所有灌浆材料都应妥善管理、保存、保护, 变质和污染的材料不得使用。
(5) 水。钻孔、试验、洗孔及拌和用水均要新鲜、干净, 水中不得含有油、土、有机物、碱、酸及其他杂质。
(6) 灌浆压力。化学灌浆压力初定0.2～0.3 MPa (具体参数根据现场试验调节) 。
(7) 钻孔。所有的钻孔都应按顺序、方位布置, 钻到要求的深度。在灌浆或已灌浆但未达到24 h的孔周围10 m范围内不得钻孔灌浆。每一钻孔的孔位和倾角都要进行测量。
(8) 灌浆。所有灌浆区内都应保持没有水、泥浆、油或任何污染材料。浆液所用的水温不得超过40℃。灌浆过程中, 始终注意压力表和输浆量的变化。当压力表表压聚增, 输出浆管出现跳动现象时, 多为管道堵塞和结构内部不通畅, 应立即停机, 以防爆管伤人。应调换灌浆孔、清堵, 查明原因后, 再继续灌浆。
(9) 检查孔:灌浆完成后需设置检查孔, 检查孔试验需在该部位灌浆结束14 d后方可进行, 压水试验检查灌浆成果, 如不满足需补灌。检查孔的位置由现场工程师根据现场情况指定。
(10) 化学固结灌浆的结束标准以灌到孔段不吸浆为准。
7 结 语
泵房伸缩缝处的渗漏处理是工程技术上的一个难题, 也经常困挠工程设计人员。通过本工程的渗漏处理, 笔者认为在处理过程中应注意以下几个问题。
(1) 灌浆材料的正确选择。
应选用凝固时间可调、强度低、黏度低、可灌性好的柔性材料才能满足伸缩缝的功能要求, 不得选用强度高、刚度大的注浆材料, 如无机注浆材料、改性环氧注浆材料等。
(2) 必须保证连续稳定的灌浆压力。
稳定的灌浆压力是保证浆液能否使伸缩缝充填饱满的关键, 应采用带自动压力表的双液气压泵方可保证施工质量。
(3) 灌浆施工中有效的排水。
灌浆时应通过有效措施把气孔中及缝面的水气排出, 以提高可灌性。而采用在孔中埋双管或在缝口埋设排气嘴的方法则可有效地排除缝面中的水气。
参考文献
[1]张温哲, 李海峰.地下建筑沉降缝渗漏的成因与防治[J].建筑技术, 2003, (7) .
[2]朱灿, 黄艳春, 吴丽华.沈阳站地下旅客通道变形缝渗漏整治施工[J].辽宁建材, 2004, (6) .
[3]朱妍.地下结构变形缝渗漏水原因及处理方法[J].上海建设科技, 2003, (4) .
水源处理 篇10
1 关于微污染水源水处理技术的进展
1.1 关于深度处理的有关技术
1.1.1臭氧氧化的技术。这种技术主要是采用臭氧的氧化能力, 以此来出去水中的卤代甲烷前体物以及溶解性的有机物的处理方式, 对于这种方法不仅仅能够有效的对水质进行提升, 同时也能够将水体当中的微生物进行杀除, 通过这种方法的使用能够对水中的溶解性物质进行除去, 然而在实际使用当中通常是采用和活性炭进行结合的方式来进行使用, 在和活性炭进行结合的过程中必须要对臭氧的氧化作用进行完成, 同时要采用活性炭来进行吸附, 进而使二者直接的作用都能够充分的发挥出来。通过臭氧的使用能够更好的将水中的大分子有机物进行氧化, 并且也能够更好的将活性炭的效果发挥出来。
1.1.2膜过滤的处理技术, 对于这种技术来说, 其占据着比较大的比重, 同时这种技术也是一种比较高效的处理技术。这种技术主要是包括了以下方面的内容:一是超过滤技术;二是微虑技术;三是纳虑技术;四是反渗透技术。这几种技术能够更好的对水中的细菌以及色度等物质进行去除, 同时在我国这种技术也具有着十分广泛的应用前景。
在经过有关研究表明, 通过膜技术的使用能够更好的将水中的污染物质进行除去, 同时也能够使水资源得到我国饮用水的标准, 并且膜技术的使用能够更好的将水中的细菌指标降至最低, 在对水经过消毒处理之后能够使其达到饮用的标准。通过膜技术的使用能够将水中的颗粒物以及溶解性的有机物质出去, 同时也能够有效的除去水中的一些虫卵等细菌, 所以, 目前这种技术已经是被广泛的应用到了微污染水源的处理当中。
1.1.3光催化氧化的处理技术。这种技术主要就是通过使用太阳光谱当中比较靠近紫外光的部分以及N型半导体光的催化剂, 进而将微污染水源当中的一些有毒物质转化成为二氧化碳以及水等有机物质。当前在我国这种技术已经是得到了普遍的应用, 同时对于这种技术的发展以及研究主要是体现在了以下几个方面当中。一是主要是对光催化剂进行科学合理的选择, 进而有效的避免光催化剂当中出现中毒的情况, 同时也能够使其光活性得到有效的提高。二是主要是根据水体的情况来对其载体进行有效的选择, 进而使其处理的方法能够更加的科学合理, 同时也能够有效的提高其实用性。三是要不断的对太阳能光电系统作为优化组合的技术对其进行研究。
对于不同的光催化剂处理方式来说, 其具有不同效果, 并且在使用的过程中其有机物质的去除以及色嗅性等方面也存在着一定的差距, 同时其处理的方式也是各自具有各自特点。所以, 在对这种技术进行选择使用的过程中, 必须要根据微污染水源的特点来进行科学合理的选择。
1.2 关于新型的微污染水源水处理的有关技术
1.2.1关于膜-生物膜-反应器的处理有关技术, 这种技术主要是美国研究人员开发的, 并且这种技术能够对地下水源或者是地表水源当中的硝酸盐以及重金属等化学污染物质进行有效的处理, 这种技术目前已经是转变了以往的实验阶段, 同时已经是向着实际的工程应用中得到了发展。目前这种技术已经是对多处污染的地下水进行处理, 所取得的效果也十分的良好。通常来说被污染的地下水当中都含有这硝酸盐以及高氯酸盐等物质, 在对其进行处理的过程中, 这种技术能够对含有这化合物污染的水体进行有效的还原, 进而为其研究其他氧化物污染提供依据。
1.2.2膜-生物反应器的处理技术。这种技术能够更好的将膜分离的技术和生物处理单元进行有机的结合, 并不需要在使用常规的固液分离的装置, 然而是使用膜分离的方式来进行替代。这种技术能够更好的对微生物进行截留, 进而实现水力停留的时间以及污泥的泥龄来对其进行分离, 进而能够有效的提高污水的处理效率, 并且这种技术的占地面积比较小, 出水的水质相对来说比较好, 进而使其已经是得到了十分广泛的应用。这种技术和传统的生物预处理以及常规的处理技术相比较, 处理效果更佳的理想, 并且其工艺相对来说占地小, 运行的情况也比较稳定, 所以, 在近年来, 这种处理技术已经是得到了研究人员的普遍关注。
2 关于微污染水源的处理对策
目前根据微污染水源的处理情况看, 其根据水源的水质角度进行处理主要是可以采取以下的处理对策。
2.1要对常规水污染的处理进行改善, 并且要对处理的效果进行不断的强化, 其中主要是包括了沉淀工艺、过滤工艺以及强化工艺等三个主要的方面。
2.2在对原来的基础上来增加预处理的工艺。
2.3要将传统的污水处理工艺以及污水水源的处理技术进行有效的结合, 以此来使其处理的效率以及处理的水平得到不断的提高。
2.4要不断的研发一些新型的污水处理技术, 目前在对污水处理的过程中其主要就是对微污染的水源水质进行特征分析, 并且要将原来的污水处理工艺以及处理技术等进行有效的联合, 然而随着我国生物技术在不断的发展以及科学水平的不断提高, 进而已经是对微污染水源的处理得到了不断的发展, 同时微污染水源的处理技术已经是成为了我国有关部门的主要研究方向。
3 关于微污染水源的处理技术和发展前景
随着我国经济的不断发展以及人们生活水平的质量在不断的提高, 进而人们已经是越来越关注饮用水等方面的问题, 同时饮用水的问题已经是成为了社会各界普遍所关注的热点问题之一。通过使用微污染水源处理的技术能够有效的改善传统的水污染处理的局限性, 同时也能够更好的满足人们对于饮用水方面的安全需要。在传统中, 对于水污染的处理效果相对来说比较差, 并且所处理完成后的效果也并不是很理想, 然而使用新型的处理方式后能够有效的改善污水当中的有机物以及细菌, 并且新型的污水处理方式具有程序相对来说比较简单, 并且操作过程中比较方便, 能够很好的将微污染水源中所存在着的细菌和杂质去除干净, 同时也能够使污水的处理效果得到大幅度的提升。所以, 可以将新型的污水处理技术和常规的处理进行有效的结合, 进而来提高饮用水的安全性。
在我国, 一些饮用水的厂家已经是对传统的污水处理工艺进行不断的改进, 并且在传统的基础上增加了一些新型的微污染水源的处理工艺, 所取得的效果也相对理想, 对于这种处理方式已经是成为了未来水污染处理技术的主要发展趋势, 同时也是一些新建净水厂的主要支撑技术。在此之外, 在传统的处理污水工艺中加入一些新型的处理工艺, 进而能够使其污水处理的效率更加的高效以及成本低, 同时也能够使水质得到更好的保障。
4 结语
目前随着经济的发展以及人们生活质量的不断提高, 进而已经是越来越关注水质的问题, 同时健康的水能够带个人们更好的保障。在传统污水处理的技术已经是不能够满足人员对饮用水的需要, 因此更加高效的微污染水源水处理技术已经是成为研究人员的研究目标, 最近的几年来我国研究人员已经是做出了深入的研究, 并且所取得效果也比较理想, 然而随着科技的不断发展深度的处理工艺将会得到更加广泛的应用。
参考文献
[1]叶少帆, 王志伟, 吴志超.微污染水源水处理技术研究进展和对策分析[J].水处理技术, 2010, 12 (24) :112-114.
[2]刘思宇, 张可方, 张立秋, 张朝升.微污染水源水处理技术研究新进展[J].华南地震, 2014, 12 (24) :152-155.
[3]刘海燕, 彭诗梦.微污染水源水处理技术研究进展和对策分析[J].山东工业技术, 2014, 12 (24) :156-158.